辐射防护知识教材

辐射防护电离辐射：α粒子、β粒子、γ光子、中子等与物质作用时，都能把能量传递给物质，引起原子的电离，因此常把它们统称为电离辐射。电离辐射量及其单位电离辐射生物效应防护法规防护原则及措施放射性废物处理辐射量及其单位——照射量1照射量(exposure，X)X或γ射线在质量为dm的空气中，与原子相互作用，释放的所有次级电子完全被阻止，产生同一种符号离子的总电荷量dQ与dm之比。X=dQ/dm单位：S.I制C/kg(库伦/千克)旧单位R(伦琴)1R=2.58×104C·kg-1是度量X或γ射线对空气的电离能力，量度辐射场强度；仅适用于能量10-3kev的X或γ射线。辐射量及其单位——照射量2照射量率(exposurerate，P)单位时间内的照射量，P=dX/dt单位：C·kg-1·s-1照射量率与活度P=KrC/R2Kr电离常数C点源放射性活度R距点源的距离辐射量及其单位——吸收剂量吸收剂量(absorbeddose,D)任何受照射物质每单位质量所吸收的任何电离辐射的平均能量。单位：Gray(戈瑞，Gy)，旧单位拉德(rad)1Gy=1J/kg(焦耳/千克)1Gy=100cGy=100radD=fXf:换算银子(与介质性质和射线能量有关)，X：照射量。吸收剂量率(D’)：单位时间内的吸收剂量，Gy/SdmdED/辐射量及其单位——剂量当量剂量当量(EquivalentDose，H)辐射类型和照射条件不同时，相同吸收剂量引起的生物效应不同。D:吸收剂量,Q:电离辐射品质因素,N:其它修正因素N是吸收剂量的空间和时间分布等修正因子，目前ICRP规定:N=1。单位：Sv(Sievert，希沃特)，旧单位是rem(雷姆)1Sv=100rem剂量当量率(H’)：单位时间内的剂量当量，单位：Sv/s或Sv/h剂量当量仅限于辐射防护中使用，不适用于高水平辐射事故照射剂量的估算。NQDH射线种类Q值X、γ射线和电子未知能量的中子和质子未知能量的α粒子未知能量的多电荷粒子1102020电离辐射生物效应——机理原发作用：直接作用：射线直接作用于生物分子，引起生物分子的电离和激发或化学键断裂，破坏机体的蛋白质、核酸、酶等具有生命功能的物质。间接作用：射线作用于水分子，引起水分子的电离，产生许多氧化性很强的自由基(如H’、OH’、HO’等)、过氧化氢(H2O2)等，导致生物大分子造成正常结构的破坏。继发作用：由于原发作用导致细胞代谢、功能及结构的改变。电离辐射生物效应—自由基自由基（radicals）有一个或多个不配对电子而能独立存在的原子或分子，具有极高的不稳定性和化学反应性，存在的时间极其短暂。电离辐射生物效应—自由基自由基对生物大分子的作用①对核酸分子主要作用于碱基、磷酸二酯键、核糖。②通过脂质过氧化作用造成体内包括细胞膜、线粒体膜、溶酶体膜、核膜等生物膜的损伤，使生物膜的能量传递、物质转运、信息识别等功能受到影响。电离辐射生物效应——分类1辐射生物效应分类方法很多，如：躯体效应——遗传效应早期效应——远期效应短期大剂量效应——长期小剂量效应随机效应——非随机效应电离辐射生物效应——分类2以效应发生规律和性质分为：随机效应(Stochasticeffect)：效应发生的几率与照射量有关，无阈值。如致癌效应和遗传效应。非随机效应(Non-stochasticeffect），或确定性效应determinateeffect)：效应发生的几率与照射量有关，有阈值。达到一定剂量照射后才发生效应，且严重程度与照射量成正相关，电离辐射生物效应—确定效应1.确定性效应determinateeffect确定性效应是指辐射损伤的严重程度与所受剂量呈正相关，有明显的阈值，剂量未超过阈值不会发生有害效应。一般是在短期内受较大剂量照射时发生的急性损害。研究对象为个体。如放射性导致的白内障形成、生育能力降低、造血功能障碍等。电离辐射生物效应—随机效应2.随机效应stochasticeffects随机效应研究的对象是群体，是辐射效应发生的几率（或发病率而非严重程度）与剂量相关的效应，不存在具体的阈值。在放射防护中不能只满足于达到剂量限值，而对人员的照射应该达到尽可能低的剂量水平。电离辐射生物效应——影响因素影响生物效应的主要因素：与辐射有关因素电离辐射的种类和能量，LET大，效应明显。吸收剂量与剂量率，大，效应明显。照射条件，照射方式：内照射αβγ，外照射γβα，照射范围：大，效应明显。照射间隔：长，效应小。与机体有关因素用辐射敏感性表示对辐射的反应强弱物种，演化程度个体，年幼、女性、身体健康差，个体不同发育阶段组织和细胞其它因素放射卫生防护基本法规1ICRP(国际放射防护委员会)研究辐射生物效应，提出不断修正的建议书和技术报告。各国的放射防护法规制定的根据我国《放射卫生防护基本标准》(GB4792-84)放射卫生防护基本法规2辐射生物效应分为随机效应和非随机效应防护的出发点：是保护个人及其后代、和全人类，允许进行有利于人类的必要的伴有辐射照射的活动。防护的目的是：防止一切有害的非随即效应，限制随机效应的发生率，使之达到可以接受水平。放射防护的原则放射实践正当化：使用任何电离辐射的实践，必须经过正当化判断，确认实践所致的电离辐射危害与社会或个人从中所获利益相比是可以接受的。放射防护最优化：避免一切不必要的照射，用最小的代价获得最大的利益，使一切必要的照射保持在可以合理达到的最低水平。个人剂量限制：个人受辐射剂量当量不应超过规定的限值。个人剂量限制（当量剂量HT）职业人员：连续5年，年平均20mSv，其中任何1年中不得超过50mSv1年内，眼晶体150mSv，四肢、皮肤和其它单个器官或组织500mSv应急照射，一次可以接受50mSv全身照射，但以后所受照射应适当减少，以使该次照射前后10年平均有效剂量≤20mSv公众成员：全身年有效剂量≤1mSv，特殊情况最大年有效剂量可达5mSv，但连续5年≤1mSv1年内，眼晶体≤15mSv，皮肤≤50mSv作用于人体的辐射源—天然本底一、天然本底辐射（naturebackground)在人类生存的环境中，自然存在的多种射线和放射性物质。包括宇宙射线(cosmicradiation)、宇宙射线感生放射性核素(cosmogenicradionuclide)和地球辐射(earthradiation)。作用于人体的辐射源—宇宙射线1.宇宙射线初级宇宙射线：星球碰撞、爆炸等形成的微粒在宇宙空间磁场的作用下形成的高能粒子流，其中主要是质子，其次是α粒子和重离子等。次级宇宙射线：初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，与空气分子发生核反应形成光子、电子、质子、中子、л介子等射线作用于人体的辐射源—宇宙射线宇宙射线的辐射特点能量范围宽，强度随海拔高度、纬度的不同而变化。对人体产生外照射。初级宇宙射线进入大气层后产生次级宇宙射线的级联反应示意图作用于人体的辐射源—感生放射性核素2.宇宙射线感生放射性核素初级宇宙射线从宇宙空间进入大气层后，与空气分子发生核反应除放出射线外，还产生3H、14C、7Be、22Na、85Kr等放射性核素。作用于人体的辐射源-地球辐射3.地球辐射①系列（series）衰变放射性核素必须经过2代或2代以上的衰变才能转变为稳定核素的天然放射性核素。包括铀系、钍系、锕系等三大系列；是地球辐射的主要来源。共同特点：A.起始的母体放射性核素具有与地球年龄相当的半衰期，能长时间稳定的形成系列衰变。B.系列衰变元素的每一条衰变线都会产生222Rn（氡）。C.最后都形成稳定核素---铅（Pb）②40K、14C等单独存在的天然放射性核素作用于人体的辐射源-本底当量时间4.本底当量时间backgroundequivalentradiationtime接受核医学检查的病人所受的辐射剂量相当于在一定时间（几月或几年）内受的天然本底辐射的剂量。例如，一般病人在一次普通的核医学显像过程中全身接受的平均辐射剂量约为3.6mSv，大约相当于世界上多数地区一年的平均天然本底辐射剂量(1-6mSv)。照射成分年有效剂量(毫希沃特,mSv)正常本底地区照射量升高的地区宇宙射线0.382.0宇生放射性核素0.010.01地球辐射：外照射0.464.3地球辐射：内照射(氡除外)0.230.6地球辐射：氡及其衰变物的内照射吸入222Rn1.210吸入220Rn0.070.1食入222Rn0.0050.1总计2.4作用于人体的辐射源作用于人体的辐射源-医疗辐射二、医疗辐射目前，医疗照射在公众受到的人工辐射源照射中居于首位。医疗照射总的变化趋势是：一方面受检人数逐年增加；另一方面由于技术装备的不断改进，做同样项目的检查受到的照射逐年降低。作用于人体的辐射源-其它三、其他人工辐射源1.火力发电站火力发电站释放的主要放射性核素是钍（Th）和氡（Rn）及其衰变子体。2.消费产品中的人工辐射核电站核武器放射性防护认识的误区恐惧：怕接触放射性、怕接触病人、身体的任何不适与放射性工作相联系、放射性影响所有东西。无所谓：不严格按防护要求穿戴防护用具、隔离衣帽、在工作区进食东西。工作人员的健康保障法律法规：职业病防治法（国家）、放射性药品管理办法（国务院）、放射性同位素与射线装置放射防护条例（国务院）放射诊疗管理规定（卫生部）剂量限值剂量监测科室有规章制度健康体检及休假制度天然本底辐射宇宙射线：能力范围宽，强度随海拔高度增加而增加。对人体产生外照射。地球辐射：铀系、锕系、钍系放射性元素。对人体产生外照射和内照射。(如238U：半衰期4.47×109年，经8次衰变，6次衰变后成为稳定性核素铅。)一年的平均天然本底辐射剂量（2.4-7mSv）核医学检查一次病人平均辐射剂量3.6mSv职业人员剂量剂量限值20mSv131碘的放射特性物理半衰期:8.04天射线能量：650Kev射线能量：364Kev全身显像用量：2-5mCi治疗用量:80-250mCi放射性衰减一半所需铅厚度：0.24cm放射性衰减1千倍所需铅厚度:2.4cmI-131治療劑量衰減預估0501001502002500123456789吃藥後天數殘餘劑量200150100我接受的剂量150MCI正常情况病患仅在离开时才近距离接触,每次5分钟,每年200例20uSv/h*5min/60min-h*200=333uSv=0.333mSv特殊情况病患临时近距离接触,每次5分钟,每年200例170uSv/h*5min/60min-h*200=2832uSv=2.832mSv20mSv/y,100mSv/5y99M锝的放射特性物理半衰期:6.04小时射线能量：140Kev用量：10－30mCi放射性衰减一半所需铅厚度：0.03cm放射性衰减1千倍所需铅厚度:0.3cm18氟的放射特性物理半衰期:110分钟射线能量：511Kev用量：7－10mCi放射性衰减一半所需铅厚度：0.41cm放射性衰减1千倍所需铅厚度:4.5cm日常生活与辐射对单个病人：0.1~10mSv全身骨显像：3.5mSv心肌灌注：3.1mSv肾脏显像：1.6mSvX线胸片：0.01mSvX线钡餐：4.6mSv头部XCT：1.8mSv胸部XCT：8.3mSv腹部XCT：7.2mSv放射防护措施1外照射防护：X=At/r2时间防护：“冷”试验，熟悉工作性质及流程。严格遵守规章制度。距离防护：辐射剂量与距离的平方成反比。屏蔽防护：γ射线的防护主要靠高密度物质（铅、钨合金、水泥墙等）放射防护措施2内照射防护：避免放射性通过口、呼吸道、皮肤伤口进入人体。操作在托盘内进行、吸水纸穿戴个人物品：手套、口罩、隔离衣通风：通风厨、窗户去污：普通肥皂＋清水（131碘）、EDTA二纳（32P）阻塞通道药